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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Steuereinrichtung zum
Steuern eines in einem Fahrzeug eingebauten Automobilgenerators
gemäß eines
erfassten Wertes eines elektrischen Stroms, welcher durch eine Feldschaltung
des Generators fließt,
und genauer gesagt, bezieht sich die Erfindung auf eine Automobilgenerator-Steuereinrichtung,
welche weniger anfällig
ist auf externes Rauschen oder Störungen beim Erfassen des Wertes
eines elektrischen Stromes, welcher in einer Feldschaltung des Generators
fließt.
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Heutzutage
liegt ein allgemeiner Ansatz zum Verbessern einer Kraftstoffeinsparung
bei einem Motor eines Fahrzeugs bei der Anwendung eines Systems,
in welchem eine Steuereinheit des Fahrzeugs beispielweise Energieerzeugungs-Bedingungen
eines Automobilgenerators überwacht,
die Größe eines
Generator-Antriebsdrehmoment abschätzt und eine Motorgeschwindigkeit
steuert. Es gibt einige herkömmlich
bekannte Verfahren zum Überwachen der
Energiemenge, welche durch einen Automobilgenerator erzeugt wird.
Ein bekanntes Verfahren liegt in der Überwachung der Umschaltrate
von Ein/Aus-Funktionen eines Feldstrom- Steuertransistors. Dieses Verfahren
hat jedoch dahingehend ein Problem, dass die Transistor EIN/AUS-Rate
nicht notwendigerweise der Größe des Generator-Antriebsdrehmoments
entspricht, welches von Betriebsbedingungen des Generators abhängt. Unter
solchen Umständen
war ein Verfahren zum Erlangen einer sehr genauen Information über die
Energiemenge, welche durch den Automobilgenerator erzeugt wird, notwendig.
Eine Lösung
für dieses
Problem liegt in der Überwachung
des Wertes eines Feldstroms. Beispielsweise offenbart die Japanische
Patentanmeldung Offenlegungsschrift No. 2002-281792 einige Verfahren
zum Überwachen
des Wertes eines Feldstroms.
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Da
der Wert eines Feldstroms, welcher in einer Feldschaltung eines
Automobilgenerators fließt, als
ein wichtiger Parameter zur Steuerung des Generators verwendet werden
kann, ist es notwendig, den Feldstrom-Wert zu überwachen, wenn derselbe zu Steuerzwecken
zu verwenden ist. Derzeit gibt es eine Notwendigkeit nach einer
On-Line Übertragung
des Feldstrom-Wertes an ein Motorsteuersystem. Um eine Arbeitslast
zu verringern, welche bei einer elektronischen Steuereinheit (ECU)
angewendet wird, welche in einem Fahrzeug bereitgestellt ist, und
um den Einfluss von Rauschen zu reduzieren, welches in eine Übertragungsleitung
induziert wird, ist es vorteilhaft, wenn der Generator einen Analog-zu-Digital(A/D)-Umwandler
enthält,
so dass der Feldstrom-Wert auf der Generator-Seite A/D umgewandelt
ist, und ein resultierender digitaler Wert an die ECU übertragen
wird.
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A/D
Umwandler, welche bei industriellen Anwendungen weit verbreitet
verwendet werden, sind sogenannte sukzessive Annäherungstyp A/D Umwandler. Im
Allgemeinen ist der Automobilgenerator in einem Motorraum angeordnet,
in welchem der Generator sehr rauen Umgebungsbedingungen ausgesetzt
ist, so dass der A/D Umwandler, wenn er zur Steuerung des Generators
verwendet wird, nachteilig durch Rauschen beeinflusst werden kann.
Der sukzessive Annäherungstyp
A/D Umwandler bestimmt den Wert von jedem Bit durch das Fehlstellungs-Verfahren
oder durch das Regula-Falsi-Verfahren. Daher, wenn Rauschen während einer
Ausführung
eines Abtastbetriebes durch den A/D Umwandler induziert wird, ist
es wahrscheinlich, dass ein hoher Wert an Berechnungsfehler auftritt.
Daraus folgend, wenn der A/D Umwandler dieser Art im Automobilgenerator verwendet
wird, tritt ein Problem auf, dass es schwierig ist einen hoch zuverlässigen Feldstrom-Wert
an die ECU zu übertragen.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung dient dazu, die zuvor genannten Probleme aus
dem Stand der Technik zu lösen.
Demgemäss
ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine Automobilgenerator-Steuereinrichtung bereitzustellen,
welche in der Lage ist, eine nützliche Information
zum Steuern des Generators bereitzustellen, indem ein A/D Umwandler,
welcher weniger anfällig
ist auf externes Rauschen oder Störungen, beim Überwachen
des Wertes eines Feldstroms, welcher im Generator fließt, verwendet
wird, bei einem minimalen Zuwachs einer Schaltungsgröße.
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In
einer grundlegenden Form der Erfindung enthält eine Steuereinrichtung zum
Steuern eines Automobilgenerators einen Feldstrom-Erfasser zum Erfassen
eines Feldstroms, welcher durch eine Feldschaltung des Automobilgenerators
fließt,
und eine A/D Umwandlervorrichtung zum Umwandeln eines analogen Feldstrom-Erfassungswertes,
welcher durch den Feldstrom-Erfasser erfasst wird, in einen digitalen
Wert, und Ausgeben des digitalen Wertes an eine externe Steuereinheit.
Die A/D Umwandlervorrichtung enthält einen Zähler, einen Digital-zu-Analog(D/A)-Umwandler
zum Umwandeln einer digitalen Ausgabe des Zählers in einen analogen Wert,
einen Vergleicher zum Vergleichen einer Ausgabe des D/A Umwandlers
und des analogen Feldstrom- Erfassungswertes,
und eine Herauf-/Herab-Steuerschaltung zum Umschalten des Zählers zwischen
Heraufzähl-
und Herabzähl-Betrieben
gemäß einer
Ausgabe des Vergleichers, so dass die Ausgabe des D/A Umwandlers
dem analogen Feldstrom-Erfassungswert folgt. Die Ausgabe des Zählers wird
an die zuvor genannte externe Steuereinheit ausgegeben.
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Bei
einer weiteren grundlegenden Form der Erfindung enthält eine
Steuereinrichtung zum Steuern eines Automobilgenerators eine Feldspule,
an welche eine DC Ausgabespannung des Automobilgenerators zugeführt wird,
eine Umschaltvorrichtung, welche in Serie mit der Feldspule verbunden
ist, wobei ein Umschalten eines EIN/AUS-Betriebes von der Umschaltvorrichtung
einen Feldstrom, welcher durch die Feldspule fließt, steuert,
eine Diode, welche parallel mit der Feldspule verbunden ist, um
den Feldstrom, welcher durch die Feldspule fließt, rückzuführen, wenn die Umschaltvorrichtung
in einem AUS-Zustand ist, einen Feldstrom-Erfasser zum Ausgeben einer
Spannung, welche durch eine Erfassungsvorrichtung erzeugt wird,
welche in Serie mit der Umschaltvorrichtung verbunden ist, als einen
analogen Feldstrom-Erfassungswert, eine A/D Umwandlervorrichtung
zum Umwandeln des analogen Feldstrom-Erfassungswertes, welcher durch den
Feldstrom-Erfasser erfasst wird, in einen digitalen Wert, einen
Strom-Grenzwert-Speicher
zum Speichern eines spezifischen Strom-Grenzwertes in einer digitalen Form,
eine Spannungssteuerschaltung zum Ausgeben eines EIN/AUS-Antriebssignals an
die Umschaltvorrichtung, so dass die DC Ausgabespannung des Automobilgenerators
einer spezifischen Referenzspannung folgt, und einen Strom-Begrenzer, welchem
eine Ausgabe der A/D Umwandlervorrichtung und der Strom-Grenzwert eingegeben
werden, wobei der Strom-Begrenzer die Umschaltvorrichtung ausschaltet,
wenn der Ausgabewert der A/D Umwandlervorrichtung den Strom-Grenzwert
unabhängig
vom EIN/AUS-Antriebssignal übersteigt.
Die A/D Umwandlervorrichtung enthält einen Zähler, einen D/A Umwandler zum
Umwandeln einer digitalen Ausgabe des Zählers in einen analogen Wert,
einen Vergleicher zum Vergleichen einer Ausgabe des D/A Umwandlers
und des analogen Feldstrom-Erfassungswertes, und eine Herauf-/Herab-Steuerschaltung zum
Umschalten des Zählers
zwischen Heraufzähl-
und Herabzähl-Betrieben
gemäss
einer Ausgabe des Vergleichers, so dass die Ausgabe des D/A Umwandlers
dem analogen Feldstrom-Erfassungswert folgt. Die Ausgabe des Zählers wird
an den zuvor genannten Strom-Begrenzer ausgegeben.
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Bei
der zuvor genannten Automobilgenerator-Steuereinrichtung der Erfindung verwendet
die A/D Umwandlervorrichtung ein Ausgabe-Rückführsystem, welches durch Verwendung
eines Zählers realisiert
wird. Daher tritt, sogar wenn die Ausgabe des Zählers Rauschen enthält, ein
resultierender Fehler, sollte er vorliegenden, immer nur beim geringwertigsten
Bit (LSB) auf. Daher kann die A/D Umwandlervorrichtung der Automobilgenerator-Steuereinrichtung
den Wert des Feldstroms, welcher durch die Feldspule des Generators
fließt,
mit hoher Genauigkeit und Zuverlässigkeit überwachen,
und zwar ohne nachteilige Wirkungen von externem Rauschen.
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Diese
und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden
deutlicher durch Studium der folgenden detaillierten Beschreibung
zusammen mit den begleitenden Zeichnungen.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
ein Blockdiagramm einer Steuereinrichtung zum Steuern eines in einem
Fahrzeug eingebauten Automobilgenerators, gemäß einer ersten Ausführungsform
der Erfindung;
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2A und 2B sind
Diagramme, welche jeweils eine Wellenform eines EIN/AUS-Antriebssignals
und eine Wellenform eines analogen Feldstrom-Erfassungswertes zeigen;
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3 ist
ein Blockdiagramm einer Steuereinrichtung zum Steuern eines in einem
Fahrzeug eingebauten Automobilgenerators, gemäß einer zweiten Ausführungsform
der Erfindung;
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4 ist
ein Blockdiagramm einer Steuereinrichtung zum Steuern eines in einem
Fahrzeug eingebauten Automobilgenerators, gemäß einer dritten Ausführungsform
der Erfindung;
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5A bis 5F sind
Diagramme, welche Wellenformen von Signalen zeigen, welche bei verschiedenen
Punkten in einer A/D Umwandlerschaltung der dritten Ausführungsform
beobachtet werden;
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6A und 6B sind
Diagramme, welche Wellenformen zeigen, welche über eine längere Zeitperiode als in 5A bis 5F gezeigt,
beobachtet werden;
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7 ist
ein Blockdiagramm einer Steuereinrichtung zum Steuern eines in einem
Fahrzeug eingebauten Automobilgenerators, gemäß einer vierten Ausführungsform
der Erfindung;
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8A und 8B sind
Diagramme, welche einen Betrieb zeigen, welcher durch eine Feldstrom-Begrenzungsfunktion
ausgeführt
wird; und
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9 ist
ein Blockdiagramm einer Steuereinrichtung zum Steuern eines in einem
Fahrzeug eingebauten Automobilgenerators, gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung.
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GENAUE BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
DER ERFINDUNG
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Die
Erfindung wird nun mit Bezug auf spezifische Ausführungsformen
davon beschrieben, welche in den begleitenden Zeichnungen dargestellt sind.
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ERSTE AUSFÜHRUNGSFORM
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1 ist
ein Blockdiagramm einer Steuereinrichtung zum Steuern eines in einem
Fahrzeug eingebauten Automobilgenerators gemäß einer ersten Ausführungsform
der Erfindung.
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Der
Automobilgenerator der Ausführungsform
enthält
Drei-Phasen Ankerspulen 1,
einen Gleichrichter 2 zum Gleichrichten von AC Spannungen,
welche von den Ankerspulen 1 ausgegeben werden, um eine
DC-Spannung zu erzeugen, eine Feldspule 3, welche eine
Feldschaltung bildet, welcher die DC Spannung, welche vom Gleichrichter 2 ausgegeben
wird, zugeführt
wird, und einen Spannungsregler 4, welcher später detailliert
beschrieben wird. Die DC Ausgabespannung, welche durch den Spannungsregler 4 auf
einen konstanten Spannungspegel reguliert wird, wird verschiedenen
elektrischen Lasten 5 und einer Batterie 6 zum
Aufladen derselben zugeführt.
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Als
nächstes
wird ein interner Schaltungsaufbau des Spannungsreglers 4 beschrieben,
welcher durch abwechselnd lange und kurze gestrichelte Linien umgeben
ist. Bezugnehmend auf 1 enthält der Spannungsregler 4 einen
Transistor 7, welcher in Serie mit der Feldspule 3 verbunden
ist, eine Diode 8, welche parallel mit der Feldspule 3 verbunden
ist, einen Strom-Erfassungswiderstand 9, welcher in Serie
mit dem Transistor 7 verbunden ist, eine Spannungssteuerschaltung 10,
welche durch unterbrochene Linien umgeben ist, und eine A/D Umwandlerschaltung 15,
welche ebenfalls durch unterbrochene Linien umgeben ist.
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Der
Transistor 7 dient als eine Umschaltvorrichtung, deren
Umschalten eines EIN/AUS-Betriebes einen Feldstrom steuert, welcher
durch die Feldspule 3 fließt. Die Diode 8 dient
als eine Freilauf-Diode zum Rückführen des
Stromes, welcher durch die Feldspule 3 zugeführt wird,
wenn der Transistor 7 in einem AUS-Zustand ist. Der Strom-Erfassungswiderstand 9 dient
als ein Feldstrom-Erfasser zum Erfassen des Feldstroms, welcher
durch die Feldschaltung fließt.
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Die
Spannungssteuerschaltung 10 enthält einen Widerstandstyp-Spannungsteiler 11 zum
Teilen der DC Spannung, welche vom Spannungsregler 4 ausgegeben
wird, einen Vergleicher 12 zum Vergleichen einer geteilten
Spannung, welche vom Widerstandstyp-Spannungsteiler 11 zugeführt wird,
und einer Referenzspannung Vr, und zum Ausgeben eines Vergleichsergebnisses,
und eine Logikschaltung 14 zum Ausgeben eines EIN/AUS-Antriebssignals an den
Transistor 7, so dass die zuvor genannte DC Spannung, welche
vom Spannungsregler 4 ausgegeben wird, einer spezifischen
Referenzspannung folgen wird. Die Logikschaltung 14 erzeugt
das EIN/AUS-Antriebssignal
aus einem Signal, welches vom Vergleicher 12 zugeführt wird,
und einem Signal, welches von einem Taktsignal-Generator 13 zugeführt wird.
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Nun
wird ein innerer Schaltungsaufbau der A/D-Umwandlerschaltung 15, welche
eine A/D Umwandlervorrichtung ist, welche einen Hauptteil der Erfindung
bildet, beschrieben. Die A/D Umwandlerschaltung 15 wandelt
den Wert des Feldstroms, welcher in analoger Form ausgedrückt wird
(im folgenden als der analoge Feldstrom-Erfassungswert bezeichnet),
welcher durch den Strom-Erfassungswiderstand 9 erfasst
wird, in einen digitalen Wert um. Genauer gesagt, enthält die A/D
Umwandlerschaltung 15 einen Zähler 16 zum Zählen eines
Taktsignals, welches vom Taktsignal-Generator 13 zugeführt wird,
einen D/A Umwandler 17 zum Umwandeln einer digitalen Ausgabe
des Zählers 16 in
einen analogen Wert, einen Vergleicher 18 zum Vergleichen
einer analogen Ausgabe des D/A Umwandlers 17 und des analogen
Feldstrom-Erfassungswertes,
welcher vom Strom-Erfassungswiderstand 9 zugeführt wird,
und zum Ausgeben eines Vergleichsergebnisses, und eine Herauf/Herab-Steuerschaltung 19 zum
Umschalten des Zählers 16 zwischen
Heraufzähl-
und Herabzähl-Betrieben
gemäß des Vergleichsergebnisses,
welches vom Vergleicher 18 ausgegeben wird. Die Ausgabe
des Zählers 16 wird
als ein digitaler Feldstrom-Erfassungswert an eine externe Steuerschaltung 21,
welche eine ECU des Fahrzeugs ist, über eine Kommunikationsschnittstelle 20 übertragen.
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Nun
wird ein Betrieb der Steuereinrichtung der Ausführungsform erläutert. Wenn
die Spannungssteuerschaltung 10 von einem Typ ist, welcher beispielsweise
durch ein Pulsbreitenmodulation(PWM)-Steuerverfahren bei spezifischen Pulswiederholintervallen
betrieben wird, gibt die Logikschaltung 14 das EIN/AUS-Antriebssignal an
den Transistor 7 aus, in welchem die Dauer von einer Einschaltzeit
(on-time) von aufeinanderfolgenden Impulsen (oder Tastverhältnis) des
EIN/AUS-Antriebssignals gemäß dem Signal
gesteuert wird, welches vom Vergleicher 12 ausgegeben wird,
und zwar auf eine solche Weise, dass die DC-Spannung, welche vom Spannungsregler 4 ausgegeben
wird, der zuvor genannten Referenzspannung folgen wird. 2A zeigt
eine Wellenform des EIN/AUS-Antriebssignals, welches mit A markiert
ist. Während
einer EIN-Periode des Transistors 7 wird die DC Ausgabespannung an
die Feldspule 3 angelegt, und der Feldstrom fließt von der
Feldspule 3 durch den Transistor 7 und dann durch
den Strom-Erfassungswiderstand 9. Wenn der Transistor 7 ausschaltet,
wird der Strom, welcher durch den Strom-Erfassungswiderstand 9 floss,
unterbrochen, und an diesem Punkt erscheint der analoge Feldstrom-Erfassungswert,
welcher durch eine Wellenform B dargestellt wird, welche in 2B durch
durchgängige
Linien gezeigt ist, am Strom-Erfassungswiderstand 9.
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Ein
Betrieb der A/D Umwandlerschaltung 15 wird nun detailliert
erläutert.
Wenn beispielsweise ein 2-Ampere Feldstrom durch die Feldspule 3 fließt, ist ein
Rückführwert,
welcher vom D/A Umwandler 17 ausgegeben wird, kleiner als
der analoge Feldstrom-Erfassungswert, welcher vom Strom-Erfassungswiderstand 9 zugeführt wird,
und zwar unmittelbar nach dem Beginn des Betriebes. Somit bewirkt die
Herauf-/Herab-Steuerschaltung 19 den Zähler 16 gemäß dem Vergleichsergebnis,
welches vom Vergleicher 18 ausgegeben wird, Heraufzuzählen, so dass
der vom D/A Umwandler 17 ausgegebene Rückführwert sich 2 Ampere annähert. Wenn
der Wert des Vergleichsergebnisses, welcher vom Vergleicher 18 ausgegeben
wird, umgekehrt zum Rückführwert vom
D/A Umwandler 17 ist, welcher gleich oder größer als
der Erfassungswert wird, welcher vom Strom-Erfassungswiderstand 9 zugeführt wird, d.h.,
wenn die Ausgabe des Zählers 16 einen
Wert erreicht, welcher gleich oder größer als ein Spannungswert ist,
welcher 2 Ampere entspricht, schaltet die Herauf-/Herab-Steuerschaltung 19 den
Zähler 16 von
einem Heraufzähl-Betrieb
zu einem Herabzähl-Betrieb
um. Wenn der Betrieb des Zählers 16 derart
gesteuert wird, variiert der Wert von der Ausgabe des Zählers 16,
welcher herauf und herunter, und zwar jenseits und unterhalb des
Wertes des Feldstromes geht, solange der Feldstrom in einem stationären Zustand
verbleibt. Wenn der Feldstrom auf diese Weise variiert, folgt die
DC Spannung, welche vom Spannungsregler 4 ausgegeben wird, Änderungen
im Feldstrom mit einer Verzögerungszeit, welche
einer Taktrate entspricht.
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Daher,
wenn Impuls-Wiederholungsintervalle des Taktsignals, welches durch
den Taktsignal-Generator 14 erzeugt wird, ausreichend kürzer als
die Impuls-Wiederholungsintervalle von Impulsen gemacht werden,
welche für
den zuvor genannten PWM Steuerbetrieb verwendet werden, oder wenn die
Frequenz des Taktsignals ausreichend höher als die Frequenz der Impulse
gemacht wird, welche für den
PWM Steuerbetrieb verwendet werden, wird der digitale Feldstrom-Erfassungswert, welcher
dieselbe Wellenform wie die Wellenform B hat, welche durch die durchgängigen Linien
in 2B gezeigt ist, vom Zähler 16, und somit
von der A/D Umwandlerschaltung 15, an die externe Steuereinheit 21 ausgegeben.
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Der
zuvor erwähnte
herkömmliche
sukzessive Annäherungstyp
A/D Umwandler bestimmt ob der Wert von jedem sukzessiven Bit, vom
höchstwertigsten
Bit (MSB) zum geringwertigsten Bit (LSB), gleich 0 oder 1 ist. Daher,
wenn das MSB in unbeabsichtigter Weise durch Rauschen kontaminiert
ist, und der A/D Umwandler den Wert des MSB falsch beurteilt, wird
ein großer
Fehler in einer digitalisierten Ausgabe des A/D Umwandlers auftreten.
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Durch
Vergleich, beurteilt die A/D Umwandlerschaltung 15 der
vorliegenden Ausführungsform nicht
ob der Wert des MSB 0 oder 1 ist, sondern der Zähler 16 gibt stets
den Wert 0 oder 1 entsprechend des Pegels des LSB aus. Demgemäss ist,
sogar wenn die Ausgabe des Zählers 16 in
unbeabsichtigter Weise durch Rauschen kontaminiert ist, ein resultierender
Fehler stets vernachlässigbar.
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Es
folgt daraus, dass, sogar wenn die Automobilgenerator-Steuereinrichtung
der Ausführungsform
in einem Motorraum eingebaut ist, wo die A/D Umwandlerschaltung 15 rauen
Umgebungsbedingungen, voll von elektromagnetischer Interferenz und daraus
resultierendem Rauschen, ausgesetzt ist, die Steuereinrichtung einen
hoch zuverlässigen digitalen Feldstrom-Erfassungswert
an die externe Steuereinheit 21 des Fahrzeugs ausgeben
kann.
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ZWEITE AUSFÜHRUNGSFORM
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3 ist
ein Blockdiagramm einer Steuereinrichtung zum Steuern eines in einem
Fahrzeug eingebauten Automobilgenerators gemäss einer zweiten Ausführungsform
der Erfindung.
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Bei
der oben beschriebenen ersten Ausführungsform wandelt die A/D
Umwandlerschaltung 15 den analogen Feldstrom-Erfassungswert, welcher durch
den Strom-Erfassungswiderstand 9 erfasst wird,
in einen digitalen Wert um, wodurch die Wellenform des analogen
Feldstrom-Erfassungswertes
treu dupliziert wird. Im Speziellen, gibt die A/D Umwandlerschaltung 15 den
digitalen Feldstrom-Erfassungswert
aus, welcher dieselbe Wellenform wie die Wellenform B hat, welche
durch die durchgängigen
Linien in 2B gezeigt ist, bei welcher
der digitale Feldstrom-Erfassungswert
während
einer AUS-Periode des Transistors 7 gleich 0 wird. Während der AUS-Periode
des Transistors 7 wird jedoch eine Schaltung zum Rückführend des
Feldstroms durch die Diode 8 in die Feldschaltung gebildet,
und daher hat der Strom, welcher tatsächlich durch die Feldspule 3 fließt, eine
Wellenform C, welche durch unterbrochene Linien in 2B gezeigt
ist.
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Wenn
der in 1 gezeigte Schaltungsaufbau derart modifiziert
wird, dass der Strom-Erfassungswiderstand 9 direkt in Serie
mit der Feldspule 3 verbunden ist, wäre es möglich, einen exakten Wert des
Feldstromes, welcher durch die Feldspule 3 fließt, zu erfassen
und auszugeben. Bei diesem modifizierten Aufbau wird jedoch ein
Potenzial an einer Ausgabeschaltung des Strom-Erfassungswiderstandes 9 oder
an einer Eingangsstufe der A/D Umwandlerschaltung 15 hoch
(high). Dies macht es notwendig, Maßnahmen vorzusehen, um Isoliereigenschaften
der Ausgabeschaltung des Strom-Erfassungswiderstandes 9 zu
verbessern, welches zu einer Zunahme der Größe und Kosten der Automobilgenerator-Steuereinrichtung
führt.
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Die
zweite Ausführungsform
der Erfindung ist darauf gerichtet, eine Automobilgenerator-Steuereinrichtung
bereitzustellen, welche in der Lage ist, eine digitale Ausgabe zu
liefern, deren Wellenform sehr nahe jene des Feldstroms dupliziert,
welcher durch die Feldspule 3 fließt, und zwar mit einem einfachen
Schaltungsaufbau, indem das zuvor genannte Prinzip des Betriebes
der in 1 gezeigten A/D Umwandlerschaltung 15 wirksam
verwendet wird.
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In 3 sind
Elemente, welche identisch oder äquivalent
zu jenen sind, welche in 1 gezeigt sind, durch dieselben
Bezugsziffern gekennzeichnet. Der einzige Unterschied der Automobilgenerator-Steuereinrichtung
von der zweiten Ausführungsform
(3) zu der von der ersten Ausführungsform (1),
liegt in einer A/D Umwandlerschaltung 15A. Genauer gesagt,
wird in der A/D Umwandlerschaltung 15A eine UND-Schaltung 22,
welche als ein zählender
Betriebs-Stopper dient, an einer Eingangsseite des Zählers 16 eingesetzt.
Das Taktsignal, welches durch den Zähler 16 zum Zählbetrieb
dessen verwendet wird, wird vom Taktsignal-Generator 13 in
einen Eingangsanschluss der UND-Schaltung 22 zugeführt, während das EIN/AUS-Antriebssignal
zum Steuern eines EIN/Aus-Betriebes
des Transistors 7 von der Logikschaltung 14 aus
in den weiteren Eingangsanschluss der UND-Schaltung 22 zugeführt wird.
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In
der A/D Umwandlerschaltung 15A dieser Ausführungsform
zählt der
Zähler 16 das
Taktsignal nur während
der EIN-Periode
des Transistors 7, so dass die A/D Umwandlerschaltung 15A einen
digitalen Wert ausgibt, welcher treu die Wellenform des analogen
Feldstrom-Erfassungswertes
dupliziert, welcher vom Strom-Erfassungswiderstand 9 zugeführt wird.
Während
der AUS-Periode
des Transistors 7 zählt
der Zähler 16 nicht
das Taktsignal, sondern hält
denselben Ausgabewert wie beim Ende der vorhergehenden EIN-Periode
des Transistors 7.
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Während die
Wellenform des digitalen Feldstrom-Erfassungswertes, welcher von der A/D
Umwandlerschaltung 15A ausgebeben wird, nicht exakt mit
der in 2B gezeigten Wellenform C übereinstimmt,
wird von der ausgegebenen Wellenform der A/D Umwandlerschaltung 15A angenommen,
dass sie näher
an der Wellenform C ist, und zwar verglichen mit der Wellenform
B, welche in der ersten Ausführungsform
erlangt wird.
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Anhand
der vorhergehenden Diskussion ist verständlich, dass die A/D Umwandlerschaltung 15A der
zweiten Ausführungsform
den digitalen Feldstrom-Erfassungswert liefern kann, welcher nahe
die Wellenform des Feldstroms dupliziert, welcher tatsächlich durch
die Feldspule 3 fließt,
und zwar unter Verwendung des Strom-Erfassungswiderstandes 9, dessen
einen Ende geerdet ist, wie in 3 angezeigt.
Dieses Merkmal der zweiten Ausführungsform ermöglicht es,
die A/D Umwandlerschaltung 15A mit einem geringen Isolierpegel
aufzubauen, und somit bei kompakter Größe und bei geringen Kosten.
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DRITTE AUSFÜHRUNGSFORM
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4 ist
ein Blockdiagramm einer Steuereinrichtung zum Steuern eines in einem
Fahrzeug eingebauten Automobilgenerators gemäss einer dritten Ausführungsform
der Erfindung.
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Wie
die oben beschriebene zweite Ausführungsform, dient die dritte
Ausführungsform
der Erfindung zur Bereitstellung einer Automobilgenerator-Steuereinrichtung,
welche in der Lage ist, eine digitale Ausgabe zu liefern, deren
Wellenform nahe jene des Feldstroms dupliziert, welcher durch die Feldspule 3 fließt, und
zwar mit einem einfachen Schaltungsaufbau, indem das zuvor genannte
Prinzip des Betriebes der in 1 gezeigten
A/D Umwandlerschaltung 15 wirksam verwendet wird.
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In 4 sind
Elemente, welche identisch oder äquivalent
zu jenen sind, welche in 1 gezeigt sind, durch dieselben
Bezugsziffern gekennzeichnet. Der einzige Unterschied der Automobilgenerator-Steuereinrichtung
der dritten Ausführungsform
(4) zu jener der ersten Ausführungsform (1),
liegt in einer A/D Umwandlerschaltung 15B. Genauer gesagt,
wird in der A/D Umwandlerschaltung 15B ein Selektor 23,
welcher als ein Taktfrequenz-Umschalter dient, an der Eingabeseite
des Zählers 16 eingesetzt.
Der Selektor 23 gibt ein erstes Taktsignal einer ersten
Taktfrequenz (welche dieselbe ist wie die Frequenz des Taktsignals
von der ersten Ausführungsform)
an den Zähler 16 während der EIN-Periode
des Transistors 7, und ein zweites Taktsignal einer zweiten
Taktfrequenz an den Zähler 16 während der
AUS-Periode des Transistors 7, gemäß dem EIN/AUS-Antriebssignal,
welches von der Logikschaltung 16 zugeführt wird, aus. Das zweite Taktsignal
wird durch Teilen der ersten Taktfrequenz des ersten Taktsignals
im Taktsignal-Generator 13 erzeugt.
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Die
zweite Taktfrequenz wird basierend auf einer Leitzeit-Konstante (conducting
time constant) der Feldspule 3 auf eine solche Weise eingestellt, dass
die Wellenform des digitalen Feldstrom-Erfassungswertes, welcher
von der A/D Umwandlerschaltung 15B ausgegeben wird, die
Wellenform des Feldstroms, welcher durch die Feldspule 3 fließt, dupliziert.
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5A bis 5F sind
Diagramme, welche Wellenformen von Signalen zeigen, welche bei verschiedenen
Punkten in der A/D Umwandlerschaltung 15B der dritten Ausführungsform
beobachtet werden. Bezugnehmend auf 5A ist
eine abgeknickte, durchgängige
Linie, welche durch C markiert ist, die Wellenform des Feldstroms,
welcher durch die Feldspule 3 fließt, und unterbrochene Linien,
welche durch D markiert sind, zeigen die Wellenform des digitalen
Feldstrom-Erfassungswertes, welcher von der A/D Umwandlerschaltung 15B ausgegeben
wird. In 5B ist die Wellenform des EIN/AUS-Antriebssignals
gezeigt, welches dem Transistor 7 zugeführt wird, in 5C ist
die Wellenform einer Logikausgabe des Vergleichers 18 gezeigt,
in 5D ist das erste Taktsignal gezeigt, in 5E ist
das zweite Taktsignal gezeigt, und in 5F ist
die Wellenform eines Taktsignals gezeigt, welches vom Selektor 23 aus
an den Zähler 16 ausgegeben
wird. Der Selektor 23 erzeugt dieses Taktsignal durch Umschalten
zwischen dem ersten Taktsignal (5D) und
dem zweiten Taktsignal (5E), gemäß dem EIN/AUS-Antriebssignal,
welches dem Transistor 7 zugeführt wird.
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6A und 6B sind
Diagramme, welche Wellenformen zeigen, welche über eine längere Zeitperiode als in 5A bis 5F gezeigt,
beobachtet werden. Genauer gesagt, ist in 6A die Wellenform
vom Feldstrom gezeigt, welcher durch die Feldspule 3 fließt, und
in 6B ist die Wellenform des digitalen Feldstrom-Erfassungswertes
gezeigt, welcher von der A/D Umwandlerschaltung 15B ausgegeben
wird, wenn die Taktfrequenz während der
AUS-Periode des
Transistors 7 verringert wird.
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Es
ist anhand der vorhergehenden Diskussion zu verstehen, dass die
A/D Umwandlerschaltung 15B der dritten Ausführungsform
den digitalen Feldstrom-Erfassungswert zuführen kann, welcher die Wellenform
des Feldstromes näher
dupliziert, welcher tatsächlich
durch die Feldspule 3 fließt, indem der Strom-Erfassungswiderstand 9 verwendet
wird, dessen einen Ende geerdet ist, wie in 4 angezeigt.
Dieses Merkmal der dritten Ausführungsform ermöglicht es,
die A/D Umwandlerschaltung 15B mit einem niedrigen Isolierpegel,
und somit bei kompakter Größe und bei
geringen Kosten aufzubauen.
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VIERTE AUSFÜHRUNGSFORM
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7 ist
ein Blockdiagramm einer Steuereinrichtung zum Steuern eines in einem
Fahrzeug eingebauten Automobilgenerators gemäß einer vierten Ausführungsform
der Erfindung.
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Eine
bekannte Technik, welche bei einer Steuereinrichtung für einen
Automobil AC Generator verwendet wird, um ein Last-Drehmoment zu
unterdrücken,
welches auf einen Fahrzeugmotor ausgeübt wird, liegt in der Beschränkung des
Feldstroms, so dass der Wert des Feldstroms einen spezifischen Pegel
nicht übersteigt.
Die Autogenerator-Steuereinrichtung
der vierten Ausführungsform
bietet diese Art an Feldstrom-Beschränkungsfunktion dar.
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Nun
wird ein Spannungsregler 30, welcher mit der zuvor genannten
Feldstrom-Begrenzungsfunktion bereitgestellt ist, mit Bezug auf 7 beschrieben.
Der Spannungsregler 30 enthält eine Spannungssteuerschaltung 31,
eine A/D Umwandlerschaltung 32 und eine Strom-Begrenzungsschaltung 34.
Genauso wie die Spannungssteuerschaltung 10 der vorhergehenden
Ausführungsformen
gibt die Spannungssteuerschaltung 31 ein Ergebnis eines
Vergleichs (Logik-Betrieb) aus, welches durch einen Vergleicher 12 durch
Vergleichen eines geteilten Wertes einer DC Ausgabespannung des
Spannungsreglers 30, welche von einem Widerstandstyp-Spannungsteiler 11 zugeführt wird,
und einer Referenzspannung erlangt wird. Genauso wie die A/D Umwandlerschaltung 15 (15A, 15B)
der vorhergehenden Ausführungsformen,
gibt die A/D Umwandlerschaltung 32 einen digitalen Feldstrom-Erfassungswert
aus, welcher durch Umwandeln eines analogen Feldstrom-Erfassungswertes,
welcher von einem Strom-Erfassungswiderstand 9 zugeführt wird,
in einen digitalen Wert erlangt wird.
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Die
Strom-Begrenzungsschaltung 34, welche als ein Strom-Begrenzer dient,
enthält
einen Strom-Grenzwert-Speicher 33, eine Vergleicherschaltung 35 und
eine UND-Schaltung 36. Der Strom-Grenzwert-Speicher 33 speichert
einen Strom-Grenzwert in digitaler Form. Die Vergleicherschaltung 35 vergleicht
den digitalen Feldstrom-Erfassungswert, welcher von der A/D Umwandlerschaltung 32 zugeführt wird,
und den digitalen Strom-Grenzwert, welcher vom Strom-Grenzwert-Speicher 33 zugeführt wird.
Wenn der digitale Feldstrom-Erfassungswert gleich oder kleiner als
der digitale Strom-Grenzwert ist, gibt die Vergleicherschaltung 35 ein
High (H) Pegelsignal aus, und wenn der digitale Feldstrom-Erfassungswert
größer als
der digitale Strom-Grenzwert ist, gibt die Vergleicherschaltung 35 ein
Low (L) Pegelsignal aus. Somit, wenn der Feldstrom-Erfassungswert
gleich oder kleiner als der Strom-Grenzwert ist, gibt die UND-Schaltung 36 ein
EIN/AUS-Antriebssignal entsprechend eines Tastverhältnisses
aus, welches von der Spannungssteuerschaltung 31 zugeführt wird,
und wenn der Feldstrom-Erfassungswert größer als der Strom-Grenzwert
ist, gibt die UND-Schaltung 36 ein Signal aus, welches
den Transistor 7 erzwungen ausschaltet.
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8A und 8B sind
Diagramme, welche einen Betrieb zeigen, welcher durch die zuvor genannte
Feldstrom-Begrenzungsfunktion
ausgeführt
wird. Bezugnehmend auf 8A zeigt eine dicke durchgängige Linie,
welche mit CL markiert ist, den Pegel des Strom-Grenzwertes an,
zeigt eine unterbrochene Linie, welche mit C1 markiert ist, die Wellenform
des Feldstroms an, welcher erlangt wird, wenn die Feldstrom-Begrenzungsfunktion
nicht implementiert ist, und zeigt eine dünne, durchgängige Linie, welche mit C2 markiert
ist, die Wellenform des Feldstroms an, welcher erlangt wird, wenn
die Feldstrom-Begrenzungsfunktion implementiert ist.
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Die
Automobilgenerator-Steuereinrichtung der oben beschriebenen vierten
Ausführungsform verhindert
das Auftreten eines Überstroms,
welcher den Strom-Grenzwert übersteigt,
welcher durch die Feldspule 3 fließt, auf eine zuverlässige Weise,
und zwar insbesondere aufgrund der Bereitstellung der Strom-Begrenzungsschaltung 34.
Ebenfalls, da ein gewünschter
Strom-Grenzwert als ein einfach zu speichernder digitaler Wert einzustellen
ist, und der digitale Feldstrom-Erfassungswert direkt mit dem Strom-Grenzwert
verglichen wird, welcher im Strom-Grenzwert-Speicher 33 gespeichert
ist, kann die Automobilgenerator-Steuereinrichtung, insbesondere
die Strom-Begrenzungsschaltung 34, durch einen einfachen
Schaltungsaufbau bei geringen Kosten, welcher dennoch eine verbesserte
Zuverlässigkeit
bereitstellt, erstellt werden.
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FÜNFTE AUSFÜHRUNGSFORM
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9 ist
ein Blockdiagramm einer Steuereinrichtung zum Steuern eines in einem
Fahrzeug eingebauten Automobilgenerators gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung.
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Während die
Automobilgenerator-Steuereinrichtung dieser Ausführungsform ebenfalls eine Feldstrom-Begrenzungsfunktion
wie jene der vierten Ausführungsform
hat, bietet die Automobilgenerator-Steuereinrichtung der fünften Ausführungsform eine
zusätzliche
Funktion an, welche es ermöglicht, einen
bereits gespeicherten Strom-Grenzwert
aus der externen Steuereinheit 21 zu überschreiben. Diese Funktion
erfüllt
die Notwendigkeit, den Strom-Grenzwert aus der externen Steuereinheit 21 oder der
ECU des Fahrzeugs gemäss
von Motor-Betriebsbedingungen einzustellen.
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Bezugnehmend
auf 9 enthält
ein Spannungsregler 30 der fünften Ausführungsform eine Spannungssteuerschaltung 31,
eine A/D Umwandlerschaltung 32 und eine Strom-Begrenzungsschaltung 34A.
Die Spannungssteuerschaltung 31 und die A/D Umwandlerschaltung 32 sind
dieselben wie jene der vierten Ausführungsform, mit Ausnahme, dass die
A/D Umwandlerschaltung 32 einen Zähler verwendet, welcher mit
einem Taktsignal arbeitet, welches wie in der zuvor genannten ersten
Ausführungsform
aus einem Taktsignal-Generator 13 zugeführt wird,
und ein digitaler Ausgabewert der A/D Umwandlerschaltung 32 an
die externe Steuereinheit 21 über eine Kommunikationsschnittstelle 20 übertragen
wird, wie in der ersten Ausführungsform
erläutert.
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Die
Strom-Begrenzungsschaltung 34A, welche als ein Strom-Begrenzer dient,
enthält
einen Strom-Grenzwert-Speicher 33, eine Gleichwertigkeits-Beurteilungsschaltung 37 und
eine ODER-Schaltung 38. Der Strom-Grenzwert-Speicher 33 speichert
den zuvor genannten Strom-Grenzwert in einer digitalen Form. In
dieser Ausführungsform kann
der ehemals im Strom-Grenzwert-Speicher 33 gespeicherte
Strom-Grenzwert aus der externen Steuereinheit 21 über die
Kommunikationsschnittstelle 20 überschrieben werden, wie oben
erwähnt. Die
Gleichwertigkeits-Beurteilungsschaltung 37 vergleicht den
digitalen Feldstrom-Erfassungswert, welcher von der A/D Umwandlerschaltung 32 zugeführt wird,
und den digitalen Strom-Grenzwert welcher vom Strom-Grenzwert-Speicher 33 zugeführt wird. Wenn
der digitale Feldstrom-Erfassungswert gleich dem digitalen Strom-Grenzwert ist, gibt
die Gleichwertigkeits-Beurteilungsschaltung 37 ein
H-Pegel Signal an die ODER-Schaltung 38 aus.
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Unter
normalen Betriebsbedingungen, bei welchen der Feldstrom-Erfassungswert
kleiner als der Strom-Grenzwert ist, sind die zwei Werte zueinander
nicht gleich, so dass eine Logikschaltung 14 ein EIN/AUS-Antriebssignal
entsprechend eines Tastverhältnisses
an einen Transistor 7 basierend auf einem Signal, welches
von der Spannungssteuerschaltung 31 zugeführt wird,
ausgibt. Wenn der Feldstrom-Erfassungswert ansteigt, und den Strom-Grenzwert übersteigt,
gleichen sich die zwei Werte bei einem spezifischen Zeitpunkt zueinander. Bei
diesem Zeitpunkt wird die Logikschaltung 14 durch das H-Pegel
Signal zurückgesetzt,
welches aus der Gleichwertigkeits-Beurteilungsschaltung 37 ausgegeben
wird, und die Logikschaltung 14 gibt ein Signal aus, welches
den Transistor 7 ausschaltet.
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Während die
Strom-Begrenzungsschaltung 34A die Gleichwertigkeits-Beurteilungsschaltung 37 enthält, um einen Überstrom
zu erfassen, indem beurteilt wird ob der digitale Feldstrom-Erfassungswert, welcher
von der A/D Umwandlerschaltung 32 zugeführt wird, und der digitale
Strom-Grenzwert, welcher vom Strom-Grenzwert-Speicher 33 zugeführt wird, miteinander übereinstimmen,
kann der zuvor genannte Schaltungsaufbau des Spannungsreglers 30 derart
modifiziert werden, dass die Strom-Begrenzungsschaltung 34A einen
Addierer anstelle der Gleichwertigkeits-Beurteilungsschaltung 37 enthält. Die
derart modifizierte Automobilgenerator-Steuereinrichtung erzeugt
komplett dieselben Vorteile wie jene der fünften Ausführungsform. Genauer gesagt, wird
der Transistor 7 erzwungen ausgeschaltet, indem ein invertierter
Wert (umgekehrte Polarität)
von der Summe aus den zwei Werten verwendet wird, welche durch den
Addierer gegeben werden.
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Die
Automobilgenerator-Steuereinrichtung der oben beschriebenen fünften Ausführungsform verhindert
das Auftreten von einem Überstrom,
welcher den Strom-Grenzwert übersteigt,
welcher durch die Feldspule 3 fließt, und zwar auf eine zuverlässige Weise,
insbesondere aufgrund der Bereitstellung der Strom-Begrenzungsschaltung 34A.
Wie bei der zuvor genannten vierten Ausführungsform kann ein gewünschter
Strom-Grenzwert als ein einfach zu speichernder digitaler Wert eingestellt
werden, und somit kann die Automobilgenerator-Steuereinrichtung,
insbesondere die Strom-Begrenzungsschaltung 34A, durch
einen einfachen Schaltungsaufbau bei geringen Kosten erstellt werden,
wobei dennoch eine verbesserte Zuverlässigkeit bereitgestellt wird.
Zusätzlich
ermöglicht
es die Automobilgenerator-Steuereinrichtung
der fünften
Ausführungsform,
den bereits gespeicherten Strom-Grenzwert aus der externen Steuereinheit 21 zu überschreiben.
Dieses Merkmal bietet eine verbesserte Steuermöglichkeit des Fahrzeugs an.
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Zusammengefasst,
enthält
eine Steuereinrichtung zum Steuern eines Automobilgenerators in einer
ersten grundlegenden Form der Erfindung einen Feldstrom-Erfasser
zum Erfassen eines Feldstroms, welcher durch eine Feldschaltung
des Automobilgenerators fließt,
und eine A/D Umwandlervorrichtung zum Umwandeln eines analogen Feldstrom-Erfassungswertes,
welcher durch den Feldstrom-Erfasser
erfasst wird, in einen digitalen Wert, und Ausgeben des digitalen
Wertes an eine externe Steuereinheit. Die A/D Umwandlervorrichtung
dieser Automobilgenerator-Steuereinrichtung enthält einen Zähler, einen D/A Umwandler zum
Umwandeln einer digitalen Ausgabe des Zählers in einen analogen Wert,
einen Vergleicher zum Vergleichen einer Ausgabe des D/A Umwandlers
und des analogen Feldstrom-Erfassungswertes, und eine Herauf/Herab-Steuerschaltung
zum Umschalten des Zählers zwischen
Heraufzähl-
und Herabzähl-Betrieben
gemäß einer
Ausgabe des Vergleichers, so dass die Ausgabe des D/A Umwandlers
dem analogen Feldstrom-Erfassungswert folgt. Die Ausgabe des Zählers wird
an die zuvor genannte externe Steuereinheit ausgegeben.
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Bei
der zuvor genannten Automobilgenerator-Steuereinrichtung der ersten grundlegenden Form
der Erfindung enthält
die Feldschaltung vorzugsweise eine Feldspule, welcher eine DC Ausgabespannung
des Automobilgenerators zugeführt wird,
eine Umschaltvorrichtung, welche in Serie mit der Feldspule verbunden
ist, wobei ein Umschalten eines EIN/AUS-Betriebes der Umschaltvorrichtung den
Feldstrom steuert, welcher durch die Feldspule fließt, so dass
die DC Ausgabespannung einer spezifischen Referenzspannung folgt,
und eine Diode, welche parallel mit der Feldspule verbunden ist,
um den Feldstrom, welcher durch die Feldspule fließt, rückzuführen, wenn
die Umschaltvorrichtung in einem AUS-Zustand ist, wobei der zuvor genannte Feldstrom-Erfasser
eine Spannung, welche durch eine Erfassungsvorrichtung erzeugt wird,
welche in Serie mit der Umschaltvorrichtung verbunden ist, als den
analogen Feldstrom-Erfassungswert ausgibt.
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Die
derart aufgebaute Automobilgenerator-Steuereinrichtung ermöglicht es,
einen digitalen Feldstrom-Erfassungswert zu erlangen, welcher die Wellenform
des Feldstromes näher
dupliziert, welcher tatsächlich
durch die Feldspule fließt,
und zwar durch einen einfachen Schaltungsaufbau bei geringen Kosten,
als es erreicht werden kann, indem ein EIN/AUS-Antriebssignal verwendet
wird, welches der Umschaltvorrichtung zugeführt wird.
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Eine
Steuereinrichtung zum Steuern eines Automobilgenerators in einer
zweiten grundlegenden Form der Erfindung enthält eine Feldspule, an welche eine
DC Ausgabespannung des Automobilgenerators zugeführt wird, eine Umschaltvorrichtung,
welche in Serie mit der Feldspule verbunden ist, wobei ein Umschalten
eines EIN/AUS-Betriebes von der Umschaltvorrichtung einen Feldstrom,
welcher durch die Feldspule fließt, steuert, eine Diode, welche
parallel mit der Feldspule verbunden ist, um den Feldstrom, welcher
durch die Feldspule fließt,
rückzuführen, wenn
die Umschaltvorrichtung in einem AUS-Zustand ist, einen Feldstrom-Erfasser
zum Ausgeben einer Spannung, welche durch eine Erfassungsvorrichtung
erzeugt wird, welche in Serie mit der Umschaltvorrichtung verbunden
ist, als einen analogen Feldstrom-Erfassungswert, eine A/D Umwandlervorrichtung
zum Umwandeln des analogen Feldstrom-Erfassungswertes, welcher durch den
Feldstrom-Erfasser erfasst wird, in einen digitalen Wert, einen
Strom-Grenzwert-Speicher
zum Speichern eines spezifischen Strom-Grenzwertes in einer digitalen Form,
eine Spannungssteuerschaltung zum Ausgeben eines EIN/AUS-Antriebssignals an
die Umschaltvorrichtung, so dass die DC Ausgabespannung des Automobilgenerators
einer spezifischen Referenzspannung folgt, und einen Strom-Begrenzer, welchem
eine Ausgabe der A/D Umwandlervorrichtung und der Strom-Grenzwert eingegeben
werden, wobei der Strom-Begrenzer die Umschaltvorrichtung ausschaltet,
wenn der Ausgabewert der A/D Umwandlervorrichtung den Strom-Grenzwert
unabhängig
vom EIN/AUS-Antriebssignal übersteigt.
Die A/D Umwandlervorrichtung enthält einen Zähler, einen D/A Umwandler zum
Umwandeln einer digitalen Ausgabe des Zählers in einen analogen Wert,
einen Vergleicher zum Vergleichen einer Ausgabe des D/A Umwandlers
und des analogen Feldstrom-Erfassungswertes, und eine Herauf-/Herab-Steuerschaltung zum
Umschalten des Zählers
zwischen Heraufzähl-
und Herabzähl-Betrieben
gemäss
einer Ausgabe des Vergleichers, so dass die Ausgabe des D/A Umwandlers
dem analogen Feldstrom-Erfassungswert folgt. Die Ausgabe des Zählers wird
an den zuvor genannten Strom-Begrenzer ausgegeben.
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Bei
der zuvor genannten Automobilgenerator-Steuereinrichtung der zweiten grundlegenden Form
der Erfindung wird die Ausgabe der A/D Umwandlervorrichtung über eine
Kommunikationsverbindung an eine externe Steuereinheit übertragen, und
der Strom-Grenzwert, welcher im Strom-Grenzwert-Speicher gespeichert
ist, kann von der externen Steuereinheit über die Kommunikationsverbindung überschrieben
werden.
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Dieses
Merkmal der Erfindung bietet eine verbesserte Steuermöglichkeit
des Fahrzeugs an.
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Bei
einem Merkmal der Erfindung enthält
die Steuereinrichtung ferner einen Zählbetrieb-Stopper zum Unterbrechen
des Zählbetriebes
des Zählers, wenn
die Umschaltvorrichtung auf den AUS-Zustand eingestellt wird.
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Dieses
Merkmal der Erfindung ermöglicht
es, einen digitalen Feldstrom-Erfassungswert zu erlangen, welcher
die Wellenform des Feldstroms näher dupliziert,
welcher tatsächlich
durch die Feldspule fließt,
und zwar mit einem einfachen Schaltungsaufbau bei geringen Kosten.
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Bei
einem weiteren Merkmal der Erfindung enthält die Steuereinrichtung ferner
einen Taktfrequenz-Umschalter zum Umschalten einer Betriebstaktfrequenz
des Zählers,
so dass der Zähler den
Zählbetrieb
bei einer ersten Taktfrequenz, wenn die Umschaltvorrichtung in einem
EIN-Zustand ist, und bei einer zweiten Taktfrequenz, welche geringer als
die erste Taktfrequenz ist, wenn die Umschaltvorrichtung im AUS-Zustand
ist, durchführt.
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Diese
Merkmal der Erfindung ermöglicht
es, einen digitalen Feldstrom-Erfassungswert zu erlangen, welcher
die Wellenform des Feldstroms noch näher dupliziert, welcher tatsächlich durch
die Feldspule fließt,
und zwar mit einem einfachen Schaltungsaufbau bei geringen Kosten.
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Bei
einem weiteren Merkmal der Erfindung werden die erste und zweite
Taktfrequenz basierend auf einer Leitzeit-Konstante der Feldspule eingestellt, so
dass die Wellenform einer Ausgabe der A/D Umwandlervorrichtung der
Wellenform des Feldstroms ähnelt,
welcher durch die Feldspule fließt.
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Dieses
Merkmal der Erfindung ermöglicht
es, einen digitalen Feldstrom-Erfassungswert zu erlangen, welcher
die Wellenform des Feldstroms nahe dupliziert, welcher tatsächlich durch
die Feldspule fließt,
und zwar auf eine zuverlässige
Weise.
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Während die
Erfindung mit Bezug auf die spezifischen Ausführungsformen davon beschrieben wurde,
bei welchen die Erfindung auf die Feldschaltung des Automobilgenerators
angewendet wird, ist die Erfindung auf weitere Typen an Generatoren
anwendbar, wie beispielsweise jene, bei welchen eine DC Ausgabespannung
des Generators der Feldspule zugeführt wird. Zusätzlich braucht
die Umschaltvorrichtung nicht notwendigerweise ein Transistor zu sein,
welcher in den vorhergehenden Ausführungsformen gezeigt ist. Sogar
wenn ein weiterer Typ an Umschaltvorrichtung als der Transistor
im Generator verwendet wird, ist die Erfindung auf dieselbe Weise wie
zuvor diskutiert anwendbar, wobei sie immer noch dieselben Vorteile
wie in den vorhergehenden Ausführungsformen
anbietet.